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在3月初召开的第554次香山科学会议上，多学科跨领域的专家学者围绕分子探针的设计原理与关键技术；分子探针在疾病诊疗中的关键科学问题以及分子探针相关纳米材料的生物学效应及安全性问题等中心议题进行了深入讨论。
分子探针是指能精准回答生物医学问题的功能性物质。分子探针和医学分子的使用目的不同。医学影像是最重要的临床诊断手段之一。经过多年的高速发展，医学影像逐步解决了“看得到”、“看得清”的问题，并且开始朝着“看得早”和“看得全”、“看得精准”的方向快速迈进。分子影像技术通过使用高亲和性、高特异性和高灵敏度的分子探针，在活体上、在细胞和分子水平对生物学过程进行定性和定量研究，在疾病早期诊断、疾病分期（分层）、疗效检测、指导疾病的个体化治疗以及新药研发等领域中发挥越来越重要的作用。
分子探针是实现分子成像的先决条件和核心技术。分子影像技术的发展除了需要先进的成像设备外，还需要发展新型而高效的分子探针。分子探针种类繁多，根据成像设备的不同，分子探针分为光学、核医学、磁学、声学、光声等不同种类。分子影像技术若没有分子探针就像射击没有子弹一样。离开“分子探针”，就没有真正的“高端影像设备”。
做到真正的“有的放矢”
据北京大学工学院生物医学工程系戴志飞教授介绍，分子探针的应用十分广泛，其应用与研究范围涉及细胞示踪、蛋白质—蛋白质的相互作用、血管生成、代谢、细胞凋亡、炎症、新药研发等很多生物医学领域。
分子探针不仅具有良好的社会效应，而且会带来巨大的经济效益，带动达数千亿美元的产业，因此成为生物医学发展的动力。分子探针技术的发展将极大地推进分子分型技术、个体化医疗以及精准医学的研究，在癌症、心脑血管疾病和神经退行性疾病等威胁人类健康的重大疾病的诊疗中发挥重要作用。
随着人口老龄化，阿尔茨海默病（AD）变得越来越普遍。这种病是一种退行性神经功能障碍性疾病，又叫老年性痴呆症。肿瘤和心血管疾病占据人类死因的前2位。利用分子成像技术，分子探针能够通过监测分子水平的活动来提供一些特定的表型影像，在肿瘤、心脑血管疾病和神经退行性疾病的早期诊断与治疗中发挥着重要作用。尤其是，随着集成像（诊断）与治疗于一体的分子探针逐步进入临床应用，许多疾病有望在分子水平得到治疗，做到真正的“有的放矢”。分子探针技术是帮助临床早期发现肿瘤细胞、动脉粥样硬化易损斑块，实现早期预警的必备技术。
准确定位，精度提高30倍
分子影像技术不仅可显示肿瘤形态，还能反映肿瘤生物学信息。目前已有各种各样的肿瘤分子探针，可通过分子成像对肿瘤多种恶性表型特征进行检测，为肿瘤精准治疗提供依据。戴志飞举例说，卵巢癌的生长部位隐蔽，肉眼无法直接看到，造成诊断和治疗上的困难。荧光引导检测是提高肿瘤细胞减灭术最有前途的方法之一。由于大部分卵巢癌细胞都有叶酸受体，新型的分子探针可以与卵巢细胞特异性结合。利用特殊光线照射，医生在整个手术过程中就能准确定位那些发光的癌细胞。采用传统的检测技术外科医生仅能观察到直径为3毫米的癌细胞团，该分子探针大大提高了检测的灵敏度，将癌细胞团的检测直径缩小到了0.1毫米。借助这一技术，有医生成功地完成了对卵巢癌患者癌变组织的精确摘除，这是首次将这种技术用于人类。
需多学科跨领域联合攻关
《中国制造2025》将生物医药及高性能医疗器械提升为“国家战略”。分子探针技术对21世纪一系列高端医疗技术产业的创新与发展具有极为重要的影响。相关调研数据显示，近年来国内分子探针市场规模保持20%以上的快速增长。业内人士预测，随着新医改的深入推进，手术、检验等医疗需求稳步上升，将为分子探针市场筑起扩容的基础。尤其是二级以下医院将成为分子探针市场扩容的主要驱动力。分子探针的发展不仅需要临床医学的引导，基础生物学的介入，还需要化学等多个学科的支持和跨领域的合作，需要组建理工医结合、产学研一体化研发团队，加速研制高特异性、高靶向性、高灵敏度的新一代分子探针，形成完善的分子探针的研发体系，通过协同攻关，实现自主知识产权分子探针开发的新突破，从而逐渐改变我国对进口分子探针依赖的局面